(57)【要約】  この太陽電池の評価方法は、基板（１１）上に少なくとも第一電極層（１３），半導体層（１４），及び第二電極層（１５）をこの順に重ねられた光電変換体（１２）と、光電変換効率が評価される所定領域と、前記所定領域の周辺に位置する周辺領域とを含む太陽電池（１０）を準備し、前記所定領域の前記半導体層（１４）及び前記第二電極層（１５）を前記周辺領域から電気的に絶縁し、前記半導体層（１４）及び前記第二電極層（１５）が前記周辺領域から電気的に絶縁された前記所定領域を含む領域に光を照射し、前記所定領域を含む領域に光を照射されている時の前記所定領域における電流電圧特性を測定する。
2011052426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の評価方法であって、
基板上に少なくとも第一電極層，半導体層，及び第二電極層をこの順に重ねられた光電変換体と、光電変換効率が評価される所定領域と、前記所定領域の周辺に位置する周辺領域とを含む太陽電池を準備し、
前記所定領域の前記半導体層及び前記第二電極層を前記周辺領域から電気的に絶縁し、
前記半導体層及び前記第二電極層が前記周辺領域から電気的に絶縁された前記所定領域を含む領域に光を照射し、
前記所定領域を含む領域に光を照射されている時の前記所定領域における電流電圧特性を測定する
ことを特徴とする太陽電池の評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池の評価方法であって、
前記基板は、光透過性を有し、前記第一電極層が形成される第１面と、前記第１面とは反対の第２面とを有し、
前記第２面にレーザを入射させながら前記第１面上に形成されている前記第一電極層にレーザを照射することによって、前記半導体層及び第二電極層が除去された絶縁領域を形成し、前記周辺領域から前記所定領域を絶縁させる
ことを特徴とする太陽電池の評価方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の太陽電池の評価方法であって、
前記所定領域の前記第二電極層と前記絶縁領域の前記第一電極層とにプローブを接触させて、電流電圧特性を測定する
ことを特徴とする太陽電池の評価方法。
【請求項４】
基板上に少なくとも第一電極層，半導体層，及び第二電極層をこの順に重ねられた光電変換体と、光電変換効率が評価される所定領域と、前記所定領域の周辺に位置する周辺領域とを含む太陽電池を評価する評価装置であって、
前記所定領域の前記半導体層及び前記第二電極層を前記周辺領域から電気的に絶縁する絶縁部と、
前記半導体層及び前記第二電極層が前記周辺領域から電気的に絶縁された前記所定領域を含む領域に光を照射する照射部と、
前記所定領域を含む領域に光を照射されている時の前記所定領域における電流電圧特性を測定する測定部と、
を含むことを特徴とする太陽電池の評価装置。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池の評価装置であって、
前記絶縁部はレーザ光源を含み、前記照射部は光源を含み、前記測定部は電流又は電圧を検出するプローブを含み、
前記レーザ光源，光源，及びプローブの少なくとも一つは、前記所定領域上を独立して移動可能である
ことを特徴とする太陽電池の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の所望の領域において、光電変換効率を簡便かつ高精度に局所的に評価できる評価方法及び評価装置に関する。
本願は、２００９年１０月２６日に出願された特願２００９−２４５６７２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーの効率的な利用の観点から、近年、太陽電池はますます広く一般に利用されつつある。特に、シリコン単結晶を利用した太陽電池は単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。しかし一方でシリコン単結晶を利用した太陽電池は、シリコン単結晶インゴットをスライスしたシリコンウエハを用いるため、インゴットの製造に大量のエネルギーが費やされ、製造コストが高い。特に、屋外などに設置される大面積の太陽電池を実現する場合、シリコン単結晶を利用して太陽電池を製造すると、現状では相当にコストが掛かる。そこで、より安価に製造可能なアモルファス（非晶質）シリコン薄膜を利用した太陽電池が、低コストの太陽電池として普及している。【０００３】
アモルファスシリコン太陽電池は、光を受けると電子とホールを発生するアモルファスシリコン膜（ｉ型）が、ｐ型およびｎ型のシリコン膜によって挟まれたｐｉｎ接合と呼ばれる層構造の半導体膜を用いている。この半導体膜の両面には、それぞれ電極が形成されている。太陽光によって発生した電子及びホールは、ｐ型・ｎ型半導体の電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで両面の電極に電位差が生じる。【０００４】
こうしたアモルファスシリコン太陽電池の具体的な構成としては、例えば、ガラス基板にＴＣＯ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を下部電極として成膜し、この上にアモルファスシリコンからなる半導体膜と、上部電極となるＡｇ薄膜などが形成された構成が採用される。
このような上下電極と半導体膜からなる光電変換体を備えたアモルファスシリコン太陽電池においては、基板上に広い面積で均一に各層を成膜しただけでは電位差が小さく、また抵抗値が大きくなる問題がある。そのため、例えば、光電変換体を所定のサイズごとに電気的に区画した区画素子を形成し、互いに隣接する区画素子を電気的に接続することにより、アモルファスシリコン太陽電池が構成されている。具体的には、基板上に広い面積で均一に形成された光電変換体に、レーザ光などでスクライブ線（スクライブライン）と称される溝を形成して多数の短冊状の区画素子を得て、この区画素子が電気的に直列に接続された構造が採用される。【０００５】
ところで、こうした構造の薄膜太陽電池においては、製造段階にて幾つかの構造欠陥が生じることが知られている。例えば、薄膜の成膜時にパーティクルが薄膜太陽電池に混入したり、ピンホールが生じたりすることにより、上部電極と下部電極とが局所的に短絡することがある。また、基板上に光電変換体を形成した後に、スクライブ線によって光電変換体を多数の区画素子に分割する際に、このスクライブ線に沿って上部電極を構成する金属膜が溶融して下部電極に達し、上部電極と下部電極とが溶融金属によって局所的に短絡することもある。このように短絡すると、薄膜面に平行な方向において、光電変換効率が局所的に変化し、不均一な光電変換効率の分布（偏り）が生じる。
更に、薄膜太陽電池の大型化に伴い、成膜条件や成膜装置の状態に起因して、薄膜面に平行な方向において不均一な光電変換効率の分布が生じ易く、太陽電池の品質にばらつきが生じ易い。
そこで、光電変換効率を精度良く測定でき、不均一な光電変換効率の分布が生じている場合には、不均一な分布を生じさせている箇所を精度良く特定できる技術の開発が望まれている。【０００６】
これに対して従来は、例えば、複数の小型の薄膜太陽電池（ミニセル）を作製し、光電変換効率を測定する手法が採用されている（特許文献１及び２参照）。以下、図６Ａ〜図６Ｆを引用して、具体的に説明する。図６Ａ〜図６Ｆは、太陽電池の一部の光電変換効率を局所的に測定する従来の測定法を説明するための概略断面図である。
まず、図６Ａに示すように、光透過性を有する基板１１’上に第一電極層１３（下部電極）及び半導体層１４’をこの順に積層する。
次いで、図６Ｂに示すように、半導体層１４’上に、所望のパターンを有する第二電極層１５’（上部電極）を形成するために用いられるマスク９１をパターニングによって半導体層１４’上に形成する。マスクを形成する方法としては、例えば、半導体層１４’上にフォトレジストを積層し、露光及び現像を行うなど、公知のパターニング方法が用いられる。
次いで、図６Ｃに示すように、マスク９１がパターニングされた半導体層１４’上に、第二電極層１５’を積層する。その後、図６Ｄに示すように、マスク９１を除去し、第二電極層１５’をパターニングする。
次いで、図６Ｅに示すように、マスク９１の除去により露出されている半導体層１４’の一部を除去し、除去部を形成する。その後、図６Ｆに示すように、除去部の一部において、第一電極層１３及び半導体層１４’に接触するように、且つ第二電極層１５’に接触しないように、導電層９２を設ける。導電層９２の材料としては、例えば、はんだを用いることができる。図７は、このようなミニセル１０ａを備えた太陽電池１０’の概略平面図を示す。【０００７】
上記のように得られた太陽電池１０’を使用して、図８に示すように、遮光板９３を使用してミニセル１０ａに局所的に光を照射し、ミニセル１０ａの光電変換効率を局所的に測定する。図８は、ミニセルに光を照射する従来法を説明するための概略断面図である。図８において、符号３３０は、電流電圧測定器等のプローブを示し、ミニセル１０ａ内に形成された第二電極層１５’に導電層９２が接触されている。このように電流電圧特性を測定する装置を使用して、ミニセルにおける光電変換効率を局所的に測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１１１２１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２４１４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記の従来法では、図６Ｅに示す半導体層１４’の一部の除去作業が手作業により針を使用して行われている。この作業は、熟練を要する作業であり、容易に除去作業を行うことができないという問題点があった。更に、太陽電池は一般的に大型であり、基板面に平行な方向における太陽電池の中央部に近い領域で光電変換効率を測定するためには、例えば、図９に示すように、太陽電池１０’を複数の小型電池に分割してから光電変換効率を測定する必要がある。このため、光電変換効率を測定する工程が煩雑であるという問題点があった。図９は、太陽電池１０’が複数の小型電池に分割された例を示す概略図である。更に、図８に示すように、ミニセル１０ａに局所的に光を照射するためには、遮光板９３のような、光が照射される領域を限定する部材を使用する必要があり、光電変換効率を測定する工程が煩雑であるという問題点があった。このように、太陽電池の光電変換効率を測定する工程は、煩雑であり、汎用性が低く、自動化も困難であるという問題があった。【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、薄膜太陽電池の所望の領域において、光電変換効率を簡便かつ高精度に局所的に評価できる評価方法及び評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の第１態様の太陽電池の評価方法は、基板上に少なくとも第一電極層，半導体層，及び第二電極層をこの順に重ねられた光電変換体と、光電変換効率が評価される所定領域と、前記所定領域の周辺に位置する周辺領域とを含む太陽電池を準備し、前記所定領域の前記半導体層及び前記第二電極層を前記周辺領域から電気的に絶縁し、前記半導体層及び前記第二電極層が前記周辺領域から電気的に絶縁された前記所定領域を含む領域に光を照射し、前記所定領域を含む領域に光を照射されている時の前記所定領域における電流電圧特性を測定する。【００１２】
本発明の第１態様の太陽電池の評価方法においては、前記基板は、光透過性を有し、前記第一電極層が形成される第１面と、前記第１面とは反対の第２面とを有し、前記第２面にレーザを入射させながら前記第１面上に形成されている前記第一電極層にレーザを照射することによって、前記半導体層及び第二電極層が除去された絶縁領域を形成し、前記周辺領域から前記所定領域を絶縁させることが好ましい。【００１３】
本発明の第１態様の太陽電池の評価方法においては、前記所定領域の前記第二電極層と前記絶縁領域の前記第一電極層とにプローブを接触させて、電流電圧特性を測定することが好ましい。【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の第２態様の太陽電池の評価装置は、基板上に少なくとも第一電極層，半導体層，及び第二電極層をこの順に重ねられた光電変換体と、光電変換効率が評価される所定領域と、前記所定領域の周辺に位置する周辺領域とを含む太陽電池を評価する。この評価装置は、前記所定領域の前記半導体層及び前記第二電極層を前記周辺領域から電気的に絶縁する絶縁部と、前記半導体層及び前記第二電極層が前記周辺領域から電気的に絶縁された前記所定領域を含む領域に光を照射する照射部と、前記所定領域を含む領域に光を照射されている時の前記所定領域における電流電圧特性を測定する測定部とを含む。【００１５】
本発明の第２態様の太陽電池の評価装置においては、前記絶縁部はレーザ光源を含み、前記照射部は光源を含み、前記測定部は電流又は電圧を検出するプローブを含み、前記レーザ光源，光源，及びプローブの少なくとも一つは、前記所定領域上を独立して移動可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、薄膜太陽電池の所望の領域において、光電変換効率を簡便かつ高精度に局所的に評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明に係る評価方法の一実施形態によって評価される太陽電池を示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの符号Ａで示された部分を示す拡大断面図である。
【図２Ａ】本発明の評価方法の一実施形態の絶縁工程後の太陽電池を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＩ−Ｉ線における断面図である。
【図３】本発明の評価方法の一実施形態の絶縁工程において太陽電池を照射するレーザの軌道を示す概略平面図である。
【図４】本発明の評価方法の一実施形態の測定工程における電流電圧特性の測定方法を説明するための概略断面図である。
【図５】本発明に係る評価装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図６Ａ】太陽電池の一部の光電変換効率を局所的に測定する従来の測定法を説明するための概略断面図である。
【図６Ｂ】太陽電池の一部の光電変換効率を局所的に測定する従来の測定法を説明するための概略断面図である。
【図６Ｃ】太陽電池の一部の光電変換効率を局所的に測定する従来の測定法を説明するための概略断面図である。
【図６Ｄ】太陽電池の一部の光電変換効率を局所的に測定する従来の測定法を説明するための概略断面図である。
【図６Ｅ】太陽電池の一部の光電変換効率を局所的に測定する従来の測定法を説明するための概略断面図である。
【図６Ｆ】太陽電池の一部の光電変換効率を局所的に測定する従来の測定法を説明するための概略断面図である。
【図７】ミニセルを備えた太陽電池を示す概略平面図である。
【図８】ミニセルに光を照射する従来法を説明するための概略断面図である。
【図９】従来法において、光電変換効率を測定する際に分割された太陽電池の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る太陽電池の評価方法及び評価装置の一実施形態について、図面に基づき説明する。
本発明の技術範囲は、以下に述べる実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
＜太陽電池の評価方法＞
図１Ａは、本発明の一実施形態の評価方法によって評価される太陽電池を示す概略断面図である。図１Ｂは、図１Ａの符号Ａで示された部分を示す拡大断面図である。
太陽電池１０は、基板１１の第１面１１ａに、少なくとも第一電極層１３（下部電極），半導体層１４，及び第二電極層１５（上部電極）がこの順に積層された光電変換体１２を備える。
【００２０】
基板１１は、例えば、ガラスや透明樹脂等、太陽光の透過性に優れ、かつ耐久性を有する絶縁材料で形成されている。このような基板１１の第２面１１ｂに太陽光を入射させることで、太陽電池１０を発電させることができる。
【００２１】
第一電極層１３は、透明な導電材料、例えば、ＴＣＯ、ＩＴＯなどの光透過性の金属酸化物で形成されている。また、第二電極層１５は、Ａｇ、Ｃｕなど導電性の金属膜で形成されている。
【００２２】
例えば、太陽電池１０が薄膜シリコン太陽電池である場合、半導体層１４は、図１Ｂに示すように、ｐ型シリコン膜１７とｎ型シリコン膜１８との間にｉ型シリコン膜１６が挟まれたｐｉｎ接合構造を有する。そして、この半導体層１４に太陽光が入射すると、電子とホールが生じ、ｐ型シリコン膜１７とｎ型シリコン膜１８との電位差によって電子とホールは活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで第一電極層１３と第二電極層１５との間に電位差が生じる（光電変換）。なお、シリコン膜の材料としては、アモルファス型、ナノクリスタル型等、いずれの材料が採用される。
【００２３】
光電変換体１２は、通常、スクライブ線によって、例えば、外形が短冊状の多数の区画素子に分割されている（図示略）。この区画素子は、互いに電気的に区画されるとともに、互いに隣接する区画素子の間で、例えば、電気的に直列に接続される。これにより、光電変換体１２は、多数の区画素子が全て電気的に直列に接続された構造を有し、高い電位差の電流を取り出すことができる。スクライブ線は、例えば、基板１１の第１面１１ａに均一に光電変換体１２を形成した後、レーザ等によって光電変換体１２に所定の間隔で溝を形成することにより形成される。本実施形態においては、以下に説明する操作を、スクライブ線が形成されていない領域において行う。
【００２４】
本実施形態の太陽電池１０の光電変換体１２が形成されている面においては、以下に述べるように、光電変換効率が評価される所定領域、及び所定領域の周辺に位置する周辺領域になる領域が設定されている。
本実施形態においては、光電変換体１２を構成する第二電極１５上に、更に絶縁性の樹脂等からなる保護層（図示略）が形成されていてもよい。
【００２５】
（絶縁工程）
本実施形態の評価方法においては、太陽電池が有する所定領域（評価対象である所定領域）における光電変換効率を測定するために、所定領域を周辺領域から電気的に絶縁させる工程（絶縁工程）を行う。絶縁工程は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すように行われる。図２Ａ及び図２Ｂは、絶縁工程後の太陽電池を示す図であり、図２Ａは太陽電池を示す平面図、図２Ｂは図２ＡのＩ−Ｉ線における太陽電池を示す断面図である。即ち、半導体層１４及び第二電極層１５を除去することによって絶縁領域１９を形成し、絶縁領域１９によって包囲された領域Ｒが周辺領域から電気的に絶縁された所定領域として規定される。
【００２６】
絶縁領域１９は、例えば、レーザを光電変換体１２に照射することで設けられる。レーザの波長は、５００〜５６０ｎｍ程度の範囲内であることが好ましく、通常、５３２ｎｍの緑色レーザを用いることが好ましい。
レーザは、基板１１の第２面１１ｂ（第１面１１ａとは反対の面）に入射し、レーザで太陽電池１０を照射することが好ましい。光電変換体１２を照射するレーザの軌道（レーザ走査パターン）は、例えば、図３に示すように、ｘ軸方向（形成される領域Ｒの一辺に直交する方向）及びｘ軸方向と直交するｙ軸方向（形成される領域Ｒの前記一辺に対して略平行な方向）の２つの方向が組み合わされた軌道である。また、図３において、記号「→」（矢印）で示された方向に沿って、交互にレーザを光電変換体１２に照射することにより、簡便且つ高精度に絶縁領域１９を形成することができる。ただし、本発明において、光電変換体１２を照射するレーザの軌道は、本実施形態に限定されない。領域Ｒの形状，領域Ｒの個数，領域Ｒの位置等に応じて、レーザの軌道は適切に決定される。
【００２７】
基板１１の面に平行な方向における領域Ｒの表面積（図２Ａの平面図における領域Ｒの表面積）は、目的に応じて任意に設定することができ、例えば、評価時に使用される電流電圧測定器等のプローブ間の距離等を考慮して、領域Ｒの表面積を適切に設定してもよい。通常、領域Ｒの表面積は、１〜１００ｍｍ２程度であることが好ましく、９〜４９ｍｍ２程度であることがより好ましい。領域Ｒの形状が、例えば、本実施形態に示すように略四角形状である場合には、領域Ｒの一辺の長さは１〜１０ｍｍ程度であることが好ましく、３〜７ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００２８】
一方、基板１１の面に平行な方向における絶縁領域１９の表面積（図２Ａの平面図における絶縁領域１９の表面積）も、目的に応じて任意に設定できるが、領域Ｒと同様に、評価時に使用される電流電圧測定器等のプローブ間の距離等を考慮して、絶縁領域１９の表面積を設定してもよい。絶縁領域１９のうち、広域部１９ａの表面積は、通常、領域Ｒの表面積と同じであることが好ましい。そして、絶縁領域１９のうち、帯状部１９ｂの幅は、通常、１０〜２００μｍ程度であることが好ましく、８０〜１２０μｍ程度であることがより好ましい。
【００２９】
本実施形態においては、領域Ｒ及び絶縁領域１９の広域部１９ａの表面形状が略四角形状である場合を述べた。換言すると、領域Ｒ及び絶縁領域１９の広域部１９ａの立体形状（全体の形状）が略四角柱状である場合を述べた。本発明において、領域Ｒ及び絶縁領域１９の広域部１９ａの形状は、本実施形態に示された形状に限定されず、その他の形状でもよい。
また、本実施形態においては、第一電極層１３が除去されていない構造が例示されているが、半導体層１４に近い第一電極層１３の一部が除去されていてもよい。
【００３０】
上述した絶縁工程は、手作業による熟練作業が不要であり、簡便かつ高精度に絶縁工程を行うことができ、絶縁工程の自動化も可能である。また、太陽電池が大型である場合であっても、基板面に平行な方向における太陽電池の中央部に近い領域で光電変換効率を測定するために、太陽電池を複数個に分割する工程も不要である。更に、はんだ等からなる導電層を設けることによって基板１１と第二電極層１５とを電気的に接続する工程も不要である。
【００３１】
（照射工程）
本実施形態の評価方法においては、上述した絶縁工程を行った後に、絶縁された所定領域を含む領域に光を照射する工程（照射工程）を行う。
例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示す絶縁工程後の太陽電池の場合、光が照射される領域は、領域Ｒを含む必要があり、領域Ｒの外側の領域を含んでもよい。照射工程においては、基板１１の第２面１１ｂに光を入射させ、光を基板１１に通過させ、太陽電池に光を照射する。
絶縁工程において評価対象である領域Ｒが周辺領域から電気的に絶縁されているので、照射工程においては遮光板等を用いることによって光が照射される領域を限定する工程が不要であり、照射工程を簡便に行うことできる。
【００３２】
（測定工程）
本実施形態の評価方法においては、次いで、照射工程による光照射時に、所定領域における電流電圧特性を測定する工程（測定工程）を行う。
例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示す絶縁工程後の太陽電池においては、図４に示すように領域Ｒの第二電極層１５（即ち、光の照射面とは反対の太陽電池１０の面に設けられた第二電極層１５）と、絶縁領域１９の第一電極層１３とに接触するようにプローブ３３０，３３０を配置して、電流電圧特性を測定する。この時、領域Ｒは、領域Ｒが形成されていない領域（その他の領域、周辺領域）から確実に絶縁されているので、領域Ｒは、周辺領域の影響を受けることがない。
【００３３】
以上のように、本実施形態の評価方法によって、太陽電池の所定領域における光電変換効率を簡便かつ高精度に評価できる。また、本実施形態の方法を用いることにより、上述した工程（評価方法）の自動化を好適に行うこともできる。
【００３４】
＜太陽電池の評価装置＞
次に、上述した評価方法を行うための本発明の一実施形態の評価装置について説明する。この評価装置は、絶縁部と、照射部と、測定部とを備える。絶縁部は、所定領域を周辺領域から電気的に絶縁する。照射部は、周辺領域から電気的に絶縁された所定領域を含む領域に光を照射する。測定部は、所定領域を含む領域に光を照射されている時の所定領域における電流電圧特性を測定する。
評価対象である所定領域は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示す絶縁工程後の太陽電池における領域Ｒである。
【００３５】
絶縁部としては、例えば、レーザ光源を備えたレーザ照射装置を採用することができる。照射部としては、例えば、光源を備えた光照射装置を採用することができる。なお、本実施形態においては、「光源」は「照射部を構成する光源」を表し、「絶縁部を構成するレーザ光源」とは区別される。測定部としては、例えば、プローブを複数備えた電流電圧測定器を採用することができる。
【００３６】
本実施形態の評価装置は、レーザ光源，光源，及びプローブの少なくとも一つ（移動可能な装置）が、独立して、評価対象である所定領域上を移動できるように構成されていることが好ましい。この場合、評価装置は、レーザ光源，光源，及びプローブの少なくとも一つを所定領域上に移動させる第一固定部を備えることが好ましい。この場合、第一固定部に設けられた装置（レーザ光源，光源，及びプローブ）が移動である。
また、複数の第一固定部を評価装置に設け、第一固定部がレーザ光源，光源，及びプローブの各々に独立して設けられてもよい。この場合、複数の第一固定部によって、レーザ光源，光源，及びプローブの各々を独立して移動させ、所望の位置に停止させ、位置決めを行うことが可能になる。
また、このような第一固定部には、第一固定部と電気的に接続されたコンピュータ等からなる第一制御部が設けられていることが好ましい。この場合、第一制御部は、第一固定部の動きを自動的に制御することが可能になる。
更に、本実施形態の評価装置においては、評価される太陽電池が固定されると共に、太陽電池を移動させ、所望の位置に停止させ、位置決めを行う第二固定部が設けられていることが好ましい。
また、このような第二固定部には、第二固定部と電気的に接続されたコンピュータ等からなる第二制御部が設けられていることが好ましい。この場合、第二制御部は、第二固定部の動きを自動的に制御することが可能になる。
また、第一制御部及び第二制御部は、一体に構成されてもよい。なお、ここで、レーザ光源等が移動する「所定領域上」とは、「太陽電池の基板上」又は「光電変換体上」であってもよい。
【００３７】
図５は、本実施形態の評価装置を示す概略構成図である。
図５に示された評価装置３は、レーザ照射装置３１，光照射装置３２，及び電流電圧測定器３３を備える。レーザ照射装置３１においては、レーザ光源が太陽電池１０の基板１１に対向するように配置されている。光照射装置３２においては、光源が太陽電池１０の基板１１に対向するように配置されている。電流電圧測定器３３においては、太陽電池１０の第二電極層１５に接触可能な四つのプローブ３３０，３３０，・・・が配置されている。
【００３８】
電流電圧測定器３３は、電圧プローブと電流プローブが別々に設けられたプローブを二つ備えた、いわゆる四端子型の測定器である。また、レーザ照射装置３１は、波長が５００〜５６０ｎｍ程度の範囲内、通常は５３２ｎｍの緑色レーザを太陽電池１０に照射する構造を有することが好ましい。
レーザ照射装置３１，光照射装置３２，電流電圧測定器３３，及び太陽電池１０の各々は、第一固定部又は第二固定部（図示略）に固定されており、独立して図５のＸ軸方向，Ｙ軸方向，及びＺ軸方向にも移動可能である。
ただし、レーザ照射装置３１，光照射装置３２，電流電圧測定器３３，及び太陽電池１０から選択される移動可能な装置、移動可能な装置の組合せ、及び移動方向は、上述した実施形態に限定されない。移動可能な装置、移動可能な装置の組合せ、及び移動方向は、目的に応じて任意に選択され、設定される。例えば、レーザ照射装置３１がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であってもよいし、光照射装置３２及び電流電圧測定器３３がＹ軸方向に移動可能であってもよいし、太陽電池１０がＸ軸方向に移動可能であってもよい。また、レーザ照射装置３１，光照射装置３２，電流電圧測定器３３，及び太陽電池１０の少なくとも一つがＺ軸方向において固定されてもよい。ただし、上述した実施形態は、本発明の一例であり、状況に応じた実施形態が採用される。
【００３９】
なお、本実施形態においては、四端子型の電流電圧測定器について説明したが、例えば、電圧プローブ及び電流プローブが一体に設けられたプローブを二つ備えた電流電圧測定器を使用することもできる。また、この場合、電流電圧測定器として、プローブを二つ備えた構造以外に、２ｎ（ｎは２以上の整数を表す）個のプローブを備えた構造が採用されてもよい。このような構造を採用することにより、複数の所定領域における電流電圧特性を同時に測定したり、一つの所定領域について複数個のプローブを用いて同時に電流電圧特性を測定したりすることができる。また、電流電圧測定器と同様に、光源を一つ備えた光照射装置を用いてもよく、ｎ（ｎは２以上の整数を表す）個の光源を備えた光照射装置を用いてもよい。
【００４０】
本実施形態の評価装置を用いることにより、半導体層及び第二電極層を容易かつ正確に除去できるので、評価対象である所定領域を、簡便かつ高精度に周辺領域から絶縁させることができる。また、本実施形態の評価装置を用いることにより、上述した工程（評価方法）の自動化を好適に行うこともできる。そして、大量のサンプル（複数の領域Ｒ）において、上述した評価方法を短時間に行うことができる。
【００４１】
本発明によれば、太陽電池において周辺領域から電気的に絶縁された所定領域を設け、この所定領域を含む領域に光を照射することで、周辺領域の影響を受けることなく、所定領域の電流電圧特性を測定でき、光電変換効率を局所的に高精度に評価できる。
例えば、複数の領域Ｒにおいて光電変換効率を評価した結果、複数の領域Ｒのうち一つの領域の光電変換効率が他の領域の光電変換効率とは大きく異なっている場合、領域中に構造欠陥が存在すると判断できる。一方、本発明の評価方法を適用しない場合には、得られた測定結果が、構造欠陥の影響を受けているか否かを正確に判断することが困難である。
このように、本発明は、太陽電池の薄膜面に平行な方向における光電変換効率の分布を簡便かつ高精度に評価し、分布が生じている場合には、その箇所を簡便かつ高精度に特定する装置及び方法を提供する。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、太陽電池の所望の領域において、光電変換効率を簡便かつ高精度に局所的に評価できる評価方法及び評価装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
３・・・評価装置、１０・・・太陽電池、１１・・・基板、１１ａ・・・第１面、１１ｂ・・・第２面、１２・・・光電変換体、１３・・・第一電極層、１４・・・半導体層、１５・・・第二電極層、１９・・・絶縁領域、３１・・・レーザ照射装置、３２・・・光照射装置、３３・・・電流電圧測定器、３３０・・・プローブ。
【図１Ａ】
2011052426.tif 000003
【図１Ｂ】
2011052426.tif 000004
【図２Ａ】
2011052426.tif 000005
【図２Ｂ】
2011052426.tif 000006
【図３】
2011052426.tif 000007
【図４】
2011052426.tif 000008
【図５】
2011052426.tif 000009
【図６Ａ】
2011052426.tif 000010
【図６Ｂ】
2011052426.tif 000011
【図６Ｃ】
2011052426.tif 000012
【図６Ｄ】
2011052426.tif 000013
【図６Ｅ】
2011052426.tif 000014
【図６Ｆ】
2011052426.tif 000015
【図７】
2011052426.tif 000016
【図８】
2011052426.tif 000017
【図９】
2011052426.tif 000018
【国際調査報告】
2011052426.tif 000019
2011052426.tif 000020
2011052426.tif 000021
2011052426.tif 000022